JP5241970B2 - LED lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、外部から入力される情報に応じて、LED(Light Emitting Diode;発光ダイオード)への電力供給を制御するLED点灯装置に関する。 The present invention relates to an LED lighting device that controls power supply to an LED (Light Emitting Diode) according to information input from the outside.
車載用の光源として、従来のタングステンフィラメントの電球に代替して、長寿命でメンテナンスの不要なLEDが普及している。LEDは、長寿命であり、かつ、少ない電力で必要な明るさを確保できる上、一定の電流を供給する簡単な制御によって安定した明るさを維持することができるため、車載用の光源としては好適である。 As an in-vehicle light source, LEDs that have a long life and do not require maintenance are widely used in place of conventional tungsten filament bulbs. The LED has a long life span and can secure the necessary brightness with a small amount of power, and can maintain a stable brightness by a simple control that supplies a constant current. Is preferred.
ただし、LEDの発する明るさおよび発光色は、個々のLEDによってばらつきが大きく、通電電流量に対して一様な発光特性にならない。そのため、適切な明るさおよび発光色を確保するために、車両に設置したLEDに対応した調整を行う場合がある。
また、LEDは温度によっても発光量が変化する特性がある。そのため、温度が変化しても適切な明るさを確保するために、車両に設置したLEDの温度を測定して適宜調整を行う場合もある。However, the brightness and emission color emitted by the LEDs vary greatly depending on the individual LEDs, and the light emission characteristics are not uniform with respect to the amount of energization current. For this reason, in order to ensure appropriate brightness and emission color, adjustments corresponding to the LEDs installed in the vehicle may be performed.
Further, the LED has a characteristic that the amount of light emission changes depending on the temperature. Therefore, in order to ensure appropriate brightness even when the temperature changes, the temperature of the LED installed in the vehicle may be measured and appropriately adjusted.
上記のように潜在的に特性ばらつきを持っているLEDを点灯する点灯装置においては、個々のLEDの発光色を所望の色に統一し、かつ、均等な明るさで発光させるために、何らかの点灯情報を点灯装置に入力して、LEDの状態をフィードバックすることが必要になる。点灯情報を用いて適切な点灯を行うLED点灯装置の構成として例えば特許文献1,2が提案されている。
In the lighting device that lights the LED having the characteristic variation as described above, in order to unify the emission color of each LED to a desired color and to emit light with uniform brightness, It is necessary to input information to the lighting device and feed back the state of the LED. For example,
特許文献1に係る車両用灯具では、LED光源の中に温度センサを組み入れ、駆動制御部が温度センサでリアルタイムに検出する温度に基づいてLED光源に供給する電流を制御する。これらLED光源と温度センサは、駆動制御部に設けたそれぞれの端子に独立に接続する構成であり、端子は合計4つ必要である。
In the vehicular lamp according to
特許文献2では、LED照明装置がLEDの規格または使用特性に対応した抵抗値を有する機種判別用抵抗器を備え、このLED照明装置用の電源装置は機種判別用抵抗器の抵抗値を測定して、測定値に応じてLED照明装置に供給する電流を制御する。この電源装置には、LED照明装置の一対の端子の一方と機種判別用抵抗器の一対の端子の一方とをまとめて接続する共用端子を設けているため、合計3端子で足りる。そのため、上記特許文献1に比べて部品点数が減り、コストを低減するために望ましい構成となる。
In
LEDの状態をフィードバックする情報入力のために、上記特許文献1では4端子が必要であったが、上記特許文献2のように共用端子を設けることで端子数を低減できる。しかしながら、共用端子を設けることにより、この共用端子が接点の接触不良等で開放(Open)された場合には情報入力用の端子に高い過電圧が印加されるという課題があった。この場合にはLED点灯用の出力電流が共用端子の接続点を介して情報入力用の端子に流れ込み、さらには点灯装置内部の制御電源にまで流入して点灯装置を誤作動させたり破壊したりする可能性があるが、特許文献2にこの課題の記載はなく、また、この課題に対処する手段に関する記載もない。
なお、特許文献1ではそもそも端子の数を減らす構成の記載がなく、上記課題も発生しない。In order to input information for feeding back the LED state, four terminals are required in
In
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、端子数を減らすべく一部の端子を共用にしたLED点灯装置において、接触不良により当共用端子が開放され、情報入力用の端子に異常な電圧が印加されても、当該LED点灯装置が誤動作したり破壊されたりすることを回避することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. In an LED lighting device in which some terminals are shared in order to reduce the number of terminals, the common terminal is opened due to poor contact, and is used for information input. It is an object to prevent the LED lighting device from malfunctioning or being destroyed even when an abnormal voltage is applied to the terminal.
この発明のLED点灯装置は、LEDに所定の電力を出力するDC/DCコンバータ部およびその出力端子と、DC/DCコンバータ部を操作してLEDへの出力電力を制御する制御部と、少なくともDC/DCコンバータ部および制御部に制御電源を供給する制御電源部と、制御部にLEDへの出力電力を制御する情報を入力する一対の情報入力端子とを備え、情報入力端子の一方の端子は制御電源から電流を流出する構成であって、制御電源と情報入力端子の一方の端子の間に抵抗とダイオードを直列に接続するようにしたものである。 The LED lighting device of the present invention includes a DC / DC converter unit that outputs predetermined power to the LED and its output terminal, a control unit that operates the DC / DC converter unit to control the output power to the LED, and at least DC A control power supply unit that supplies control power to the DC / DC converter unit and the control unit, and a pair of information input terminals that input information for controlling output power to the LED to the control unit, one of the information input terminals is In this configuration, a current flows out from the control power supply, and a resistor and a diode are connected in series between the control power supply and one of the information input terminals.
この発明によれば、制御電源と情報入力端子の間に抵抗とダイオードを直列に接続して情報入力端子から制御電源へ逆流する電流をダイオードによって阻止するようにしたので、LEDへの給電端子の一方と情報入力端子の一方を共用する端子が開放した場合に情報入力端子に異常な電圧が印加されても制御電源に電流が逆流することがない。よって、LED点灯装置が誤動作したり破壊されたりすることを回避できる。 According to the present invention, a resistor and a diode are connected in series between the control power supply and the information input terminal so that a current flowing backward from the information input terminal to the control power supply is blocked by the diode. When a terminal sharing one of the information input terminal and the information input terminal is opened, even if an abnormal voltage is applied to the information input terminal, current does not flow back to the control power supply. Therefore, it can avoid that a LED lighting device malfunctions or is destroyed.
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態1.
図1に示すLED点灯装置1は、直流電源2の直流電圧を利用してLED光源4を点灯する装置であり、主にDC/DCコンバータ部3、制御電源部5、制御部6、制御電源7、インタフェース(以下、I/F)部8、LED給電端子11、情報入力端子12、共用端子13を備える。直流電源2は、LED点灯装置1に直流電圧を供給する電源であり、電源スイッチ2aによってLED点灯装置1への直流電圧が供給または遮断される。Hereinafter, in order to explain the present invention in more detail, modes for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
An
LED光源4は、複数のLEDを直列に接続して構成される。LED点灯装置1のLED給電端子11にLED光源4のアノード端子を接続し、LED点灯装置1のGNDに接地した共用端子13にLED光源4のカソード端子を接続する。以下では、LED光源4を車載用の光源(ヘッドランプ、テールランプ、ストップランプ等)として用いる場合を例に説明する。
The
DC/DCコンバータ部3は、トランス3a、MOS形の電界効果トランジスタ(FET)からなるスイッチング素子Q0、整流ダイオードD0、平滑コンデンサC0から構成される。このDC/DCコンバータ部3では、制御部6からのFET駆動信号でスイッチング素子Q0をスイッチング制御して、トランス3aに磁気エネルギを蓄え、これを放出することで、トランス3aで発生した電圧を、整流ダイオードD0で整流し、平滑コンデンサC0で平滑して直流電圧を生成する。整流ダイオードD0は、LED給電端子11を介してLED光源4の一端部(アノード側)に接続し、LED光源4の他端部(カソード側)は共用端子13を介してLED点灯装置1内のGNDに接地する。また、平滑コンデンサC0の端部を、電流検出抵抗R0と、抵抗Ra,Rbおよび反転増幅器3bからなる反転増幅回路とを介して制御部6に接続して、DC/DCコンバータ部3の出力電流を制御部6へ入力する。また、DC/DCコンバータ部3の出力電圧は、整流ダイオードD0のカソード端子から制御部6へ入力する。
The DC /
制御電源部5は、制御部6およびDC/DCコンバータ部3等を動作する制御電源7を生成する。制御部6は不図示のCPUおよびA/Dコンバータなどから構成され、A/Dコンバータを使用して、電流検出抵抗R0によって検出されるLED光源4への出力電流を入力すると共に、LED光源4への出力電圧を入力する。また制御部6はA/Dコンバータを使用して、情報入力端子12に接続される設定抵抗RSの情報信号(電圧値)を入力し、この情報信号に基づいてFET駆動信号を生成してDC/DCコンバータ部3を操作し、LED光源4に所定の電流を供給する。また、制御部6は、I/F部8を介して外部装置9と接続してもよく、外部装置9との間で所定の情報を入力あるいは出力の少なくともどちらか一方を行うことが可能である。もちろん、I/F部8を用いて入力と出力の両方を行うことも可能である。
The control
設定抵抗RSは、LED光源4の状態を表す情報信号(電圧値)をLED点灯装置1に与える状態検出装置である。設定抵抗RSの一方の端子が共用端子13を介してGNDに接地され、設定抵抗RSの他方の端子が情報入力端子12を介して制御電源7に接続されて、情報入力用のA/Dコンバータが情報入力端子12の端子電圧をGNDレベルを基準にしてA/D変換する。詳細は後述するが、例えば設定抵抗RSがLED光源4の定格電流値を表す抵抗値をもつ場合、制御部6はA/Dコンバータへ情報入力端子12の端子電圧を入力することにより設定抵抗RSの抵抗値を得て、この抵抗値に対応する定格電流値を判定して出力電流を制御する。
The setting resistor RS is a state detection device that gives an information signal (voltage value) representing the state of the
また、この共用端子13はLED光源4に電流を供給するための一対の給電端子(LED給電端子11と共用端子13に相当する)の一方としても利用されており、LED光源4のカソード端子を共用端子13を介してGNDに接地し、LED給電端子11に接続されたアノード端子に対してLED点灯装置1の出力電圧を印加してLED光源4に電流を通電する。この構成により、設定抵抗RSとLED光源4とは、GND電位に接続する端子(図1の共用端子13)を共用することができ、LED点灯装置1のコネクタ(不図示)の端子数を3本にすることができる。
The
LED光源4および設定抵抗RSを接続するために設ける端子の一部を共用にして端子数を減らす構成は、先立って説明した特許文献2にも記載されているが、本実施の形態1では、さらに、制御電源7と情報入力端子12との間に情報入力用の抵抗R1とダイオードD1を直列に接続する。
A configuration in which a part of terminals provided for connecting the
ここで、ダイオードD1がなく情報入力用の抵抗R1のみを設けた場合と、図1のようにダイオードD1と抵抗R1を直列に設けた場合とを比較して説明する。
図1において、制御電源7と情報入力端子12の間に抵抗R1だけを設けた場合を考える。例えば、LED光源4への出力電圧を50V、制御電源部5の定電圧制御による制御電源7の電源電圧を5V(内部消費電流10mA)、抵抗R1と設定抵抗RSを1kΩとして、LED点灯装置1の内部のGNDへ繋がる共用端子13を開放(Open)すれば、制御電源7には22.5mA{=(50V−5V)/(1kΩ+1kΩ)}の電流(図1に破線で示す「共用端子Open時の電流」)が流れ込む。制御電源7に流入した電流22.5mAは内部消費電流10mAより大きいため、流入電流を内部の負荷によって消費しきれず、制御電源部5は5Vの定電圧制御ができず制御電源7の電源電圧が上昇して、各部が誤動作したりさらには各部の破壊を招いたりする可能性がある。Here, the case where the diode D1 is not provided and only the information input resistor R1 is provided is compared with the case where the diode D1 and the resistor R1 are provided in series as shown in FIG.
In FIG. 1, a case where only a resistor R1 is provided between the control power supply 7 and the
これに対し、制御電源7と情報入力端子12の間にダイオードD1と抵抗R1を直列に設けた場合、共用端子13の接触部に接触不良が発生して開放(Open)しても、ダイオードD1により、LED給電端子11から情報入力端子12を経由して制御電源7に電流が流れ込む(逆流する)ことを阻止できる。
On the other hand, when the diode D1 and the resistor R1 are provided in series between the control power supply 7 and the
なお、大電力を通電する必要のあるヘッドランプのように、複数のLEDを直列に接続したLED光源4を点灯するためには、LED点灯装置1から高い電圧を出力する必要がある。そのため、共用端子13の接触部に接触不良が発生したときに、情報入力端子12を介して制御電源7に逆流する電流が大きいため、当逆流が発生することに起因する各部の誤動作または破壊が発生しやすい。このような構成のLED点灯装置1において、本実施の形態1の構成を適用すればより効果的である。
また、当然のことながら、共用端子13が開放される異常事態が発生したときは、制御部6にて異常を検知して速やかにDC/DCコンバータ部3を停止させ、LED光源4への出力電流を遮断することが望ましい。In addition, in order to light the
As a matter of course, when an abnormal situation occurs in which the shared
また、共用端子13が開放されたときには、LED給電端子11から情報入力端子12を経由して、制御部6へもLED点灯用の電圧が印加されるので、制御部6の内部のA/Dコンバータにも過電圧が印加され、破壊を招く可能性がある。そこで、情報入力端子12から制御部6へこの情報入力端子11の端子電圧を伝達する経路に、過電圧保護素子としてツェナダイオードD2を設ける。ツェナダイオードD2のカソード端子を情報入力端子12から制御部6へ電圧を伝達する経路に接続し、アノード端子をGNDに接地して、プラスの過電圧をツェナ特性の定電圧にクランプする。これにより、制御部6が内蔵するA/Dコンバータに過度な高電圧は印加されない。
ただし、一般にツェナダイオードの定電圧特性にはばらつきがあるため、ツェナダイオードD2は余裕を持って選定する必要がある。When the shared
However, since the constant voltage characteristics of the Zener diode generally vary, it is necessary to select the Zener diode D2 with a margin.
次に、情報入力端子12に入力する情報信号(電圧値)の例を説明する。
(1)LED光源4に出力する電流値(定格電流値)を示す信号
LED光源4を所望の発光量で点灯するための電流値に対応する抵抗値が設定された設定抵抗RSを、制御電源7とGNDの間に内部の抵抗R1と直列に接続して、設定抵抗RSと抵抗R1の接続点である情報入力端子12の電圧値から設定抵抗RSの値を特定する。制御部6には、設定抵抗RSの値と出力電流との対応関係を定義した設定情報を予め与えておき、特定した設定抵抗RSの値に基づいた所定の電流を出力するようDC/DCコンバータ部3を操作する。
なお、制御部6は、設定抵抗RSの値に対応する出力電流の設定情報を、I/F部8を介して外部装置9から受け付けて変更してもよい。Next, an example of an information signal (voltage value) input to the
(1) A signal indicating a current value (rated current value) output to the LED light source 4 A control power source is a set resistor RS in which a resistance value corresponding to a current value for lighting the
The
(2)LED光源4およびその周辺の温度を示す信号
LEDは温度によって発光量が変化する特性があるので、温度が変化しても適切な明るさを確保するために、出力電流をLEDの温度に応じて調整する場合がある。そこで、温度測定のために、図1に示す設定抵抗RSに代えて、サーミスタおよび温度測定用ダイオード等の温度検出素子を使用する。LED光源4の内部または周辺に設置した温度検出素子を制御電源7とGNDの間に内部の抵抗R1と直列に接続して、温度検出素子と抵抗R1との接続点である情報入力端子12の電圧値からLED光源4の温度を検知する。制御部6には、温度検出素子の値と出力電流との対応関係を定義した設定情報を予め与えておき、検知した温度に基づいた所定の電流を出力するようDC/DCコンバータ部3を操作する。
なお、制御部6は、温度検出素子の値に対応する出力電流の設定情報を、I/F部8を介して外部装置9から受け付けて変更してもよい。(2) Signal indicating the temperature of the LED
The
(3)LED光源4または周囲の明るさを示す信号
LEDの発光量および発光色は個々のLEDによってばらつきが大きく、通電電流量に対して一様な発光特性にならないので、適切な明るさまたは発光色を確保するために、出力電流をLEDの発光量等に応じて調整する場合がある。そこで、発光量測定のために、図1に示す設定抵抗RSに代えて、フォトダイオードおよびCdS等の受光素子を使用する。LED光源4の周囲に設置した受光素子を制御電源7とGNDの間に内部の抵抗R1と直列に接続して、受光素子と抵抗R1との接続点である情報入力端子12の電圧値からLED光源4の明るさを検知する。制御部6には受光素子の値と出力電流との対応関係を定義した設定情報を予め与えておき、検知した明るさに基づいた所定の電流を出力するようDC/DCコンバータ部3を操作する。
なお、LED光源4を車載用ヘッドランプに適用した場合、受光素子を用いて車両周囲の明るさの情報を入力し、LED光源4への出力電流を操作することによって、ヘッドランプの自動点灯またはDRL(Daytime Running Light)点灯を行うこともできる。(3) A signal indicating the brightness of the LED
When the LED
(4)LED光源4の異常を示す信号
LED光源4には予め異常検出回路を付加して、異常発生時にこの異常検出回路が異常検出信号を出力する構成にしてもよい。この場合、異常検出回路の出力端子を情報入力端子12に接続し、GND電位を共用端子13に接続し、制御部6は情報入力端子12を介して入力する異常検出信号を受けることでLED光源4の異常発生を検知し、DC/DCコンバータ部3を停止する等の所定の操作を行う。
さらに、制御部6は、異常検出回路からの異常検出信号を受けると、I/F部8を介して外部装置9へ信号を送出してもよい。この場合の外部装置9は、例えば車両のインストルメントパネルの警告灯などで構成する。これにより、異常が発生した場合に早急に運転者に知らしめることができ、より安全な走行を提供することができる。(4) Signal indicating abnormality of the LED
Further, when receiving the abnormality detection signal from the abnormality detection circuit, the
上記(1)〜(4)の例において、情報入力端子11から得られる情報に基づく出力電流の制御は周知の方法を用いればよいため説明は省略する。また、(4)の異常検出回路の構成についても周知の回路を用いればよい。
In the above examples (1) to (4), the control of the output current based on the information obtained from the
本実施の形態1において、制御電源7と情報入力端子12の間にダイオードD1を接続すると順方向電圧が降下するため、情報入力端子12の電圧が低下し、制御部6のA/Dコンバータで検出する電圧値に誤差が生じる。例えば、内部の抵抗R1と設定抵抗RSを1kΩ近傍の値とし、ダイオードD1を短絡せず順方向電圧が約0.7Vのとき、抵抗R1と設定抵抗RSの比率を求めるべく情報入力端子12の電圧を入力しても、情報入力端子12の電圧は約0.35V低下する。その上、ダイオードD1の順方向電圧降下は温度および通電電流によって変動するため、情報入力端子12の電圧から抵抗R1と設定抵抗RSの正確な比率を算出することはできない。
In the first embodiment, when the diode D1 is connected between the control power supply 7 and the
そこで、LED光源4への出力電流をより高精度に制御する場合には、ダイオードD1の両端子間を短絡(Short)し、ダイオードD1による電圧降下をキャンセルする。
図1では、ダイオードD1の両端子間を短絡する短絡素子S1をスイッチで等価的に表す。通常時はスイッチS1をオンして短絡するので、電流(図1に一点鎖線で示す「通常時の電流」)は制御電源7からスイッチS1を経由してGNDへ流れるので、ダイオードD1による電圧降下はない。一方、共用端子13の開放時はスイッチS1をオフして、ダイオードD1により制御電源7への電流の逆流を阻止する。Therefore, when the output current to the LED
In FIG. 1, the short-circuit element S1 for short-circuiting both terminals of the diode D1 is equivalently represented by a switch. Since the switch S1 is normally turned on and short-circuited, a current ("ordinary current" shown by a one-dot chain line in FIG. 1) flows from the control power supply 7 to the GND via the switch S1, so that the voltage drop due to the diode D1 There is no. On the other hand, when the shared
図2は、FETを使用した短絡素子S1の構成例を示す回路図であり、このFETQ1の寄生ダイオードを逆流防止用のダイオードD1として使用する。このFETQ1の短絡と開放の動作は、付随する比較器21が制御電源7の電圧と情報入力端子12の電圧を比較した結果に基づいて制御する。情報入力端子12の電圧が制御電源7の電圧以下のとき(通常時)、比較器21がFETQ1をオンして寄生ダイオードD1を短絡する。一方、共用端子13が開放されて情報入力端子12の電圧が制御電源7の電圧より高くなると、比較器21がFETQ1をオフして、情報入力端子12から制御電源7へ流れ込む電流を寄生ダイオードD1で阻止する。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of the short-circuit element S1 using an FET. A parasitic diode of the FET Q1 is used as a diode D1 for preventing backflow. The operation of short-circuiting and opening the FET Q1 is controlled based on the result of comparison of the voltage of the control power supply 7 and the voltage of the
以上より、実施の形態1によれば、外部の電源から電力の供給を受けて、直列に接続した複数のLEDからなるLED光源4に対して点灯用の所定の電力を出力するDC/DCコンバータ部3およびその出力端子11,13と、DC/DCコンバータ部3を操作してLED光源4への出力電力を制御する制御部6と、少なくともDC/DCコンバータ部3および制御部6等に制御電源7を供給する制御電源部5と、制御部6にLED光源4への出力電力を制御する情報を入力する設定抵抗RSを接続し、当設定抵抗RSに電流を通電したときの電圧降下を入力する一対の情報入力端子12,13とを備えたLED点灯装置1の、制御電源7と一方の情報入力端子12の間に抵抗R1とダイオードD1を直列に接続するようにした。このため、LED光源4への出力端子(13)と情報入力端子(13)を共用する共用端子13の接続部分に接触不良(開放;Open)が発生し、そのときに情報入力端子12に異常な高電圧が印加されても、制御電源7に電流が逆流することない。よって、LED点灯装置1が誤動作したり破壊されたりすることを回避できる。
なお、この制御電源7から端子を介して外部に電流を流出する回路にダイオードD1を直列に接続することは、上記実施の形態1の端子を共用する構成や、上記特許文献1のそれぞれの端子が独立した構成において、本来出力端子13に接続されるべきLED光源の一方の端子を、誤って情報入力端子12に接続した場合に発生する制御電源7への電流の逆流に起因する誤動作または破壊の回避にも有効である。As described above, according to the first embodiment, a DC / DC converter that receives power supplied from an external power source and outputs predetermined power for lighting to the LED
Note that connecting the diode D1 in series to a circuit that flows current from the control power supply 7 to the outside via the terminal means that the terminal of the first embodiment is shared or each terminal of the
また、実施の形態1によれば、LED点灯装置1は、ダイオードD1の端子間を短絡する短絡素子S1を備えるようにしたので、ダイオードD1の順方向電圧降下を両端子間の短絡によってキャンセルすることができるようになり、情報入力端子12に入力される電圧を高い精度で制御部6へ入力することができる。
Further, according to the first embodiment, the
また、実施の形態1によれば、LED点灯装置1は、情報入力端子12から制御部6へ当該情報入力端子12の端子電圧を伝達する経路に、過電圧保護素子としてのツェナダイオードD2を備える構成にした。このため、制御部6が内蔵するA/Dコンバータに印加される過電圧を阻止して、LED点灯装置1の破壊、特にA/Dコンバータの破壊を回避できるようになり、信頼性が向上する。
Further, according to the first embodiment, the
また、実施の形態1によれば、LED点灯装置1に接続するLED光源4を、車載用の灯具の光源にし、車載用のヘッドランプ、テールランプ、ストップランプ等を構成するようにした。このため、振動等の環境条件が厳しい車載用灯具に応用することで、端子の接触不良による誤動作および破壊を回避できる信頼性の高い車載用LED点灯装置を実現できる。
Further, according to the first embodiment, the LED
また、実施の形態1によれば、LED点灯装置1は、制御部6と外部装置9の間で情報の入力あるいは出力の少なくともどちらか一方を行うI/F部8を備える構成にした。このため、例えばLED光源4に異常が発生したときに、外部装置9を用いて早急に運転者に知らしめることができ、より安全な走行を提供することができる。また、作製が完了したLED点灯装置1に対して、設定抵抗RSなどの状態検出装置が検出する値に対応する出力電流の設定情報などを外部装置9を用いて修正および変更することができ、迅速な作業が可能となる。
Further, according to the first embodiment, the
実施の形態2.
図3は、この発明の実施の形態2に係るLED点灯装置1の構成を示す回路図である。図3において図1と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
共用端子13が開放された場合に生じる制御電源7への電流の流れ込みを阻止するダイオードD1を設けたLED点灯装置1において、上記実施の形態1では情報入力端子12に入力する電圧のダイオードD1による電圧降下の影響を、短絡素子S1を用いてキャンセルする構成としたが、本実施の形態2では制御部6がダイオードD1のカソード端子の電圧を取得して情報入力端子12の電圧の値を補正する構成とする。具体的には、ダイオードD1のアノード端子を制御電源7に接続し、カソード端子を抵抗R1の一方の端子に接続すると共に、このカソード端子を制御部6の印加電圧入力用A/Dコンバータにも接続する。抵抗R1の他方の端子は制御部6の情報入力用A/Dコンバータと情報入力端子12に接続する。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of the
In the
ダイオードD1の順方向電圧降下をキャンセルした情報入力端子12の電圧は、制御部6に入力した情報入力端子12の電圧に[(制御電源7の電圧)/{(制御電源7の電圧)−(ダイオードD1の順方向電圧降下)}]=[(制御電源7の電圧)/(ダイオードD1のカソード端子電圧)]を掛け合わせることによって算出する。
この補正は、制御部6が、印加電圧入力用のA/Dコンバータから入力するダイオードD1のカソード端子の電圧と、情報入力用のA/Dコンバータから入力する情報入力端子12の電圧を入力に用いて、CPUのメインメモリ等に予め格納されたプログラムを実行することにより行う。これにより、制御部6は誤差の少ない情報入力端子12の電圧を検知することができる。The voltage of the
In this correction, the
なお、共用端子13が開放されたときには、LED給電端子11から情報入力端子12を経由して、LED点灯装置1側にもLED点灯用の電圧が印加されるので、制御部6の情報入力用のA/Dコンバータだけでなく印加電圧入力用のA/Dコンバータにも過電圧が印加され、破壊を招く可能性がある。そこで、本実施の形態2では、情報入力端子12から制御部6に電圧を伝達する経路にツェナダイオードD2(過電圧保護素子)を設けると共に、ダイオードD1のカソード端子から制御部6に電圧を伝達する経路にもツェナダイオードD3(過電圧保護素子)を設けて、プラスの過電圧をツェナ特性の定電圧にクランプする。
上記実施の形態1でも述べたとおり、ツェナダイオードの定電圧特性にはばらつきがあるため、ツェナダイオードD2,D3は余裕を持って選定する必要がある。When the shared
As described in the first embodiment, since the constant voltage characteristics of the Zener diodes vary, it is necessary to select the Zener diodes D2 and D3 with a margin.
制御部6を過電圧から保護する手段は、ツェナダイオードD2,D3を使用する以外の手段であってもよい。
図4に、ダイオードD4,D5を使用する過電圧保護回路40の構成例を示す。この例では制御部6の印加電圧入力用および情報入力のA/Dコンバータとして、制御電源7の電圧以上の電圧(図5においては制御電源7より0.7V高い電圧)を印加して電流を流し込んでも問題を生じない保護特性を備えたA/Dコンバータを用いる。
過電圧保護回路40は、ダイオードD4,D5と抵抗R4,R5から構成され、情報入力端子12から制御部6に電圧を伝達する経路に抵抗R4を挿入し、この抵抗R4の端部にダイオードD4のアノード端子を接続し、ダイオードD4のカソード端子を制御電源41に接続している。また、ダイオードD1のカソード端子から制御部6に電圧を伝達する経路に抵抗R5を挿入し、この抵抗R5の端部にダイオードD5のアノード端子を接続し、ダイオードD5のカソード端子を制御電源42に接続している。共用端子13の開放時、プラスの過電圧による電流をダイオードD4,D5によって制御電源41,42に通電する。また、ダイオードD4,D5の順方向電圧降下分の電圧による情報入力用および印加電圧入力用のA/Dコンバータへの流入電流は、ダイオードD4,D5と直列に接続した抵抗R4,R5によって制限する。The means for protecting the
FIG. 4 shows a configuration example of the
The
また、別の過電圧保護回路の構成例として、ツェナダイオードD6を使用する過電圧保護回路50を図5に示す。図5の過電圧保護回路50では、図4に示すダイオードD4を図5に示すツェナダイオードD6に代替する。プラスの過電圧が入力された場合はダイオードD1の順方向電圧を使って、一方、マイナスの過電圧が入力された場合はツェナダイオードD6の定電圧特性を使って、制御部6の情報入力用A/Dコンバータの電圧をクランプする。
図示は省略するが、ダイオードD1と抵抗R1の接続点と制御部6とを接続して、制御部6へカソード端子の印加電圧を入力する場合についても同様にツェナダイオードを用いて印加電圧入力用A/Dコンバータの電圧をクランプすればよい。FIG. 5 shows an
Although not shown, when the connection point between the diode D1 and the resistor R1 is connected to the
以上より、実施の形態2によれば、ダイオードD1のアノード端子を制御電源7に接続し、ダイオードD1のカソード端子を抵抗R1の一方の端子に接続し、この抵抗R1のもう一方の端子を情報入力端子12に接続した構成にし、制御部6の印加電圧入力用A/Dコンバータを、ダイオードD1のカソード端子に接続して、当該カソード端子の電圧を入力し、情報入力端子12の端子電圧を補正するように構成した。このため、簡単な回路構成によって、誤差の少ない情報入力端子12の電圧を検知することができる。
As described above, according to the second embodiment, the anode terminal of the diode D1 is connected to the control power supply 7, the cathode terminal of the diode D1 is connected to one terminal of the resistor R1, and the other terminal of the resistor R1 is connected to the information terminal. Connected to the
実施の形態3.
図6は、この発明の実施の形態3に係るLED点灯装置1の構成を示す回路図である。図6において図1と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
共用端子13が開放された場合に生じる制御電源7への電流の流れ込みを阻止するダイオードD1を設けたLED点灯装置1において、上記実施の形態2では情報入力端子12に入力する電圧のダイオードD1による電圧降下の影響をキャンセルするために、制御部6がダイオードD1のカソード端子の電圧を取得して情報入力端子12の電圧の値を補正する構成としたが、本実施の形態3ではダイオードD1のカソード端子とアノード端子の各電圧を取得して情報入力端子12の電圧の値を補正する構成とする。具体的には、情報入力用の抵抗R1の一方の端子を制御電源7に接続し、他方の端子をダイオードD1のアノード端子に接続すると共に、このアノード端子を制御部6の印加電圧入力用A/Dコンバータにも接続する。ダイオードD1のカソード端子は制御部6の情報入力用A/Dコンバータと情報入力端子12に接続する。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of the
In the
ダイオードD1の順方向電圧降下をキャンセルした情報入力端子12の電圧は、制御部6に入力した情報入力端子12の電圧に[(制御電源7の電圧)/{(制御電源7の電圧)−(ダイオードD1の順方向電圧降下)}]=[(制御電源7の電圧)/{(制御電源7の電圧)−(ダイオードD1のアノード端子電圧)+(ダイオードD1のカソード端子電圧)}]=[(制御電源7の電圧)−{(制御電源7の電圧)−(ダイオードD1のアノード端子電圧)+(情報入力端子12の電圧)}]を掛け合わせることによって算出する。
この補正は、制御部6が、印加電圧入力用のA/Dコンバータから入力するダイオードD1のアノード端子の電圧と、情報入力用のA/Dコンバータから入力する情報入力端子12の電圧とを用いて、CPUのメインメモリ等に予め格納されたプログラムを実行することにより行う。これにより、制御部6は誤差の少ない情報入力端子12の電圧を検知することができる。The voltage of the
For this correction, the
なお、共用端子13の開放時に情報入力端子12に生じる過電圧から制御部6を保護するために、情報入力端子12およびダイオードD1から制御部6に電圧を伝達する各経路に、ダイオードD7〜D12を使用する過電圧保護回路60を設ける。制御電源61にダイオードD7のアノード端子が接続され、ダイオードD7のカソード端子は抵抗R6の一方の端子に接続されている。抵抗R6の他方の端子にはダイオードD8のアノード端子が接続され、ダイオードD8のカソード端子はGNDに接地されている。また、ダイオードD7のカソード端子にはダイオードD9,D10の各カソード端子が接続され、このダイオードD9のアノード端子は、ダイオードD1と抵抗R1の接続点から制御部6への経路に接続されている。ダイオードD10のアノード端子は、情報入力端子12から制御部6への経路に接続されている。また、ダイオードD8のアノード端子にはダイオードD11,D12の各アノード端子が接続され、このダイオードD11のカソード端子は、ダイオードD1と抵抗R1の接続点から制御部6への経路に接続されている。ダイオードD12のアノード端子は、情報入力端子12から制御部6への経路に接続されている。
In order to protect the
制御電源61の電源電圧を5Vとすると、ダイオードD9と抵抗R6の接続点の電圧が約4.3V、ダイオードD11と抵抗R8の接続点の電圧が約0.7Vになるので、制御部6の内蔵する印加電圧入力用A/Dコンバータへの経路に5V以上の電圧が印加されるとこのプラスの過電圧による電流をダイオードD9へ通電することで4.3Vの電圧にクランプし、一方、0V以下の電圧が印加されるとダイオードD11から通電することでマイナスの過電圧を0.7Vのレベルにクランプする。これにより、制御部6が内蔵する印加電圧入力用のA/Dコンバータには、0Vから制御電源61の電源電圧以内の電圧しか印加されない。同様に、情報入力用のA/Dコンバータへの経路も0Vから制御電源61の電源電圧以内の電圧しか印加されない。
If the power supply voltage of the control power supply 61 is 5V, the voltage at the connection point between the diode D9 and the resistor R6 is about 4.3V, and the voltage at the connection point between the diode D11 and the resistor R8 is about 0.7V. When a voltage of 5V or higher is applied to the built-in voltage input A / D converter, the positive overvoltage current is applied to the diode D9 to clamp it to a voltage of 4.3V, while 0V or lower. Is applied from the diode D11, the negative overvoltage is clamped to a level of 0.7V. As a result, only a voltage within a power supply voltage of 0 V to the control power supply 61 is applied to the A / D converter for input voltage input built in the
以上より、実施の形態3によれば、抵抗R1の一方の端子を制御電源7に接続し、この抵抗R1のもう一方の端子をダイオードD1のアノード端子に接続し、ダイオードD1のカソード端子を情報入力端子12に接続した構成にし、制御部6の印加電圧入力用A/Dコンバータを、ダイオードD1のアノード端子に接続して、当該アノード端子の電圧を入力し、情報入力端子12の端子電圧を補正するように構成した。このため、上記実施の形態2と同様、簡単な回路構成によって、誤差の少ない情報入力端子12の電圧を検知することができる。
As described above, according to the third embodiment, one terminal of the resistor R1 is connected to the control power supply 7, the other terminal of the resistor R1 is connected to the anode terminal of the diode D1, and the cathode terminal of the diode D1 is connected to the information terminal. Connected to the
なお、上記実施の形態2,3では図示を省略したが、上記実施の形態1に係るLED点灯装置1と同様に、制御部6と外部装置9の間で情報の入力あるいは出力の少なくともどちらか一方を行うI/F部8を備える構成にしてもよいことは言うまでもない。
その他にも、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。Although not shown in the second and third embodiments, as in the
In addition, within the scope of the invention, the invention of the present application can be freely combined with each embodiment, modified any component in each embodiment, or omitted any component in each embodiment. It is.
以上のように、この発明に係るLED点灯装置は、LED給電端子のGND接地側と情報入力端子のGND接地側とを共用した端子が開放されることによって情報入力端子に異常な電圧が印加されても、この情報入力端子から制御電源へ流れる電流をダイオードによって阻止でき、LED点灯装置が誤動作したり破壊されたりすることがないので、複数のLEDを直列に接続し、大電流を通電する車載用灯具のLED点灯装置などに用いるのに適している。 As described above, in the LED lighting device according to the present invention, an abnormal voltage is applied to the information input terminal by opening the terminal sharing the GND ground side of the LED power supply terminal and the GND ground side of the information input terminal. However, the current that flows from the information input terminal to the control power supply can be blocked by the diode, and the LED lighting device will not malfunction or be destroyed. Suitable for use in LED lighting devices for lighting fixtures.
1 LED点灯装置、2 直流電源、2a 電源スイッチ、3 DC/DCコンバータ部、3a トランス、3b 反転増幅器、4 LED光源、5 制御電源部、6 制御部、7 制御電源、8 I/F部、9 外部装置、11 LED給電端子、12 情報入力端子、13 共用端子、21 比較器、40,50,60 過電圧保護回路、41,42,61 制御電源。 1 LED lighting device, 2 DC power supply, 2a power switch, 3 DC / DC converter part, 3a transformer, 3b inverting amplifier, 4 LED light source, 5 control power supply part, 6 control part, 7 control power supply, 8 I / F part, 9 External device, 11 LED power supply terminal, 12 Information input terminal, 13 Shared terminal, 21 Comparator, 40, 50, 60 Overvoltage protection circuit, 41, 42, 61 Control power supply.
Claims (7)
前記DC/DCコンバータ部を操作して前記LEDへの出力電力を制御する制御部と、
少なくとも前記DC/DCコンバータ部および前記制御部に制御電源を供給する制御電源部と、
前記制御部に前記LEDへの出力電力を制御する情報を入力する一対の情報入力端子とを備え、
前記情報入力端子の一方の端子は前記制御電源から電流を流出する構成のLED点灯装置であって、
前記制御電源と前記情報入力端子の前記一方の端子の間に抵抗とダイオードを直列に接続したことを特徴とするLED点灯装置。A DC / DC converter unit that outputs predetermined power to the LED and its output terminal;
A control unit for operating the DC / DC converter unit to control output power to the LED;
A control power supply for supplying control power to at least the DC / DC converter and the control;
A pair of information input terminals for inputting information for controlling the output power to the LED to the control unit;
One terminal of the information input terminal is an LED lighting device configured to flow current from the control power supply,
A LED lighting device, wherein a resistor and a diode are connected in series between the control power source and the one terminal of the information input terminal.
前記制御部は、前記ダイオードのカソード端子に接続して、当該カソード端子の電圧を入力し、前記情報入力端子の端子電圧を補正することを特徴とする請求項1記載のLED点灯装置。The anode terminal of the diode is connected to the control power supply, the cathode terminal of the diode is connected to one terminal of the resistor, and the other terminal of the resistor is connected to the information input terminal,
2. The LED lighting device according to claim 1, wherein the control unit is connected to a cathode terminal of the diode, inputs a voltage of the cathode terminal, and corrects a terminal voltage of the information input terminal.
前記制御部は、前記ダイオードのアノード端子に接続して、当該アノード端子の電圧を入力し、前記情報入力端子の端子電圧を補正することを特徴とする請求項1記載のLED点灯装置。One terminal of the resistor is connected to the control power supply, the other terminal of the resistor is connected to the anode terminal of the diode, and the cathode terminal of the diode is connected to the information input terminal,
The LED lighting device according to claim 1, wherein the control unit is connected to an anode terminal of the diode, inputs a voltage of the anode terminal, and corrects a terminal voltage of the information input terminal.
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